2025年大学《化学生物学》专业题库- 生物大分子与细胞信号传导

2025年大学《化学生物学》专业题库——生物大分子与细胞信号传导考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列哪一项不是蛋白质一级结构的主要维系力？A.肽键B.氢键C.二硫键D.疏水作用2.G蛋白偶联受体（GPCR）激活后，能够直接产生哪种第二信使？A.cAMPB.IP3C.DAGD.Ca²⁺3.tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用的基础是：A.离子键B.范德华力C.碱基互补配对D.盐桥4.能够特异性识别并结合DNA特定序列，并调控基因表达的蛋白质是：A.肌红蛋白B.核糖体蛋白C.转录因子D.抗体5.下列哪种蛋白质结构通常涉及多个功能不同的结构域？A.单链DNA结合蛋白B.细胞色素cC.酪氨酸激酶受体D.组蛋白6.细胞信号转导过程中，信号从细胞外传递到细胞内的关键环节通常是：A.信号分子与受体结合B.受体发生构象变化C.第二信使的产生D.效应分子的激活7.在MAPK信号通路中，MAPK激酶（ERK）的主要功能是：A.激活腺苷酸环化酶B.磷酸化钙离子通道C.磷酸化核转录因子，调控基因表达D.产生IP38.DNA变性后，其理化性质发生的变化不包括：A.碱基解旋B.溶解度降低C.测定粘度不变D.对核酸酶的敏感性增加9.下列哪种酶能够催化ATP水解产生cAMP？A.蛋白激酶A（PKA）B.腺苷酸环化酶（AC）C.磷酸二酯酶（PDE）D.鸟苷酸环化酶（GC）10.细胞内Ca²⁺浓度升高的主要信号来源不包括：A.IP3与内质网/肌质网钙库结合蛋白结合B.ryanodine受体通道开放C.磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）激活D.线粒体释放钙二、填空题（每空2分，共20分。）1.蛋白质的三级结构是指__________的构象，主要由__________、__________等多种非共价键相互作用维持。2.核心stratégy在化学生物学中通常指分子结构与生物学功能之间的__________关系。3.细胞信号转导中，配体与受体结合后，受体通常会发生__________或__________，从而启动信号传递。4.G蛋白是由α、β、γ三个亚基组成的复合物，其中__________亚基与GDP结合时处于活跃状态，与GTP结合时则处于非活跃状态。5.在转录过程中，RNA聚合酶识别并结合到DNA上的特定序列称为__________。6.信号转导通路中，第二信使（如cAMP、Ca²⁺）的作用是__________或__________细胞内的信号传递幅度。7.蛋白质的四级结构是指由多个__________通过非共价键聚集形成的蛋白质复合物。8.DNA的双螺旋结构中，两条链的走向是__________的。9.tRNA的二级结构通常呈__________形，其一端是氨基酸结合位点（氨基acylsite），另一端是密码子识别位点（anticodonloop）。10.磷脂酰肌醇信号通路中，PI3K的激活能够产生__________和__________两种重要的第二信使。三、名词解释（每小题4分，共20分。）1.蛋白质变性与复性2.受体酪氨酸激酶（RTK）3.第二信使4.核心策略（CoreStrategy）5.转录因子四、简答题（每小题5分，共10分。）1.简述蛋白质二级结构的主要类型及其维系力。2.简述细胞信号转导中负反馈调节的普遍意义。五、论述题（每小题10分，共20分。）1.以G蛋白偶联受体（GPCR）介导的cAMP信号通路为例，详细描述信号从受体激活到最终效应分子产生的关键步骤。2.选择一种你熟悉的蛋白质（如血红蛋白或抗体），结合其结构特点，阐述其结构与功能之间的关系。试卷答案一、选择题1.B2.A3.C4.C5.C6.C7.C8.C9.B10.C二、填空题1.蛋白质分子整体；疏水作用；氢键2.密切3.磷酸化；构象改变4.α5.启动子6.放大；整合7.亚基8.互为平行9.三叶草10.PIP2；PIP3三、名词解释1.蛋白质变性：指蛋白质在某些物理或化学因素（如加热、强酸碱、有机溶剂）作用下，其特定的空间构象（高级结构）被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失的过程。蛋白质复性：在某些条件下，变性蛋白质的空间结构可以部分或完全恢复到其天然状态，并重新表现出生物活性的过程。2.受体酪氨酸激酶（RTK）：是一类跨膜受体蛋白，其细胞外结构域含有配体结合位点，细胞内结构域具有酪氨酸激酶活性。当配体（如生长因子）结合并诱导受体二聚化后，其激酶活性被激活，使自身或其他底物的特定酪氨酸残基发生磷酸化，从而触发细胞内信号转导通路，调控细胞增殖、分化、迁移等生物学过程。3.第二信使：指由细胞内受体或细胞外信号分子激活后产生的，能够在小范围内显著改变细胞内信号传递幅度或方向的信号分子（如cAMP、cGMP、Ca²⁺、DAG、IP3、花生四烯酸等）。它们将细胞外信号传递到细胞内部，并进一步激活下游信号分子或效应蛋白，放大或整合信号。4.核心策略（CoreStrategy）：指生物大分子（特别是蛋白质）的结构与其生物学功能之间存在着普遍的、密切的、可预测的关系。理解这种结构与功能的关系是化学生物学的核心思想，即通过分析分子的结构来推断其功能，或通过改造结构来调控其功能。5.转录因子：是一类能够结合到特定DNA序列（顺式作用元件）上，并调控基因转录活性的蛋白质。它们通常作为基因表达调控网络中的关键调控节点，响应细胞内外信号，通过激活或抑制RNA聚合酶的转录起始，控制目标基因的表达水平。四、简答题1.蛋白质二级结构是指蛋白质多肽链局部的空间构象，不涉及氨基酸残基之间的远程相互作用。主要类型包括α-螺旋，其特点是氨基酸残基围绕中心轴呈有规则螺旋上升，通过氢键稳定；β-折叠，其特点是多肽链呈伸展状态，通过氢键形成平行或反平行排列的β-strands。此外，还有β-转角、无规则卷曲等。这些二级结构单元主要通过氢键、范德华力等非共价键相互作用维系。2.细胞信号转导中的负反馈调节是指信号通路中的某个环节或最终效应能够抑制信号通路的进一步激活或放大，从而防止信号过度放大导致细胞损伤或功能紊乱。这种调节机制具有以下普遍意义：①维持细胞内信号稳态，确保信号传递的精确性和时效性；②防止信号通路长时间激活，避免细胞响应失控（如异常增殖）；③使细胞能够对不同的信号或信号强度做出精细的调整和响应；④提高信号系统的效率和特异性。五、论述题1.G蛋白偶联受体（GPCR）介导的cAMP信号通路是细胞信号转导中经典的通路之一。其关键步骤如下：①信号分子（第一信使，如激素）与细胞膜外侧的GPCR结合，诱导受体发生构象变化；②构象变化的受体与位于细胞膜内侧的G蛋白偶联，促进G蛋白的α亚基与GDP的结合解离，并与GTP结合，导致G蛋白激活；③活化的G蛋白α亚基分离，并扩散到膜内，激活腺苷酸环化酶（AC）；④活化的AC催化ATP水解，产生第二信使cAMP；⑤cAMP结合并激活细胞内的蛋白激酶A（PKA）；⑥活化的PKA通过磷酸化其下游的靶蛋白（如转录因子CREB，或细胞内其他酶类）来传递信号；⑦最终导致基因表达改变、蛋白质合成增加或细胞功能发生改变等生物学效应。该通路通常通过蛋白磷酸酶或cAMP分解酶（PDE）的作用而终止。2.以抗体为例，抗体是免疫系统中的关键效应分子，其结构与功能高度相关。抗体由两条重链（H链）和两条轻链（L链）通过二硫键连接而成的Y形分子。其结构可分为可变区（V区）和恒定区（C区）。①重链的可变区（VH）和轻链的可变区（VL）通过形成抗原结合位点（补体结合位点），能够特异性识别并结合目标抗原（如病原体表面的蛋白质或多糖）。抗原结合的特异性取决于VH和VL中互补决定区（CDR）的氨基酸序列和空间构象，这种特异性是通过基因重排和体细胞超突变等机制产生的。抗体的这种特异性结合功能是其在免疫应答中发挥中和、调理、激活补体等作用的基础。②抗体的重链恒定区（CH）和轻链恒定区（CL）决定了抗体类别（如IgG,IgM,IgA,IgE），并参与介导抗体与